時尚手機引發半導體封裝工藝技術的挑戰
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摘 要:近年無線技術應用驚人發展,使得終端消費產品革新比以往任何一年都要頻繁。
關鍵詞:封裝,SOC,貼片,射頻
中圖分類號:TN305.94 文獻標識碼:D 文章編號:l 004-一4507(2005)05—0045—02
1 封裝技術的挑戰
近年無線技術應用驚人發展,使得終端消費產品革新比以往任何一年都要頻繁。手機產品的生命周期也變得越來越短了。為了實現這類產品的快速更新,電器技術方面的設計就不得不相應快速的簡化。半導體產業提供先進的高密度功能塊整合封裝技術正好與此相得益彰。因此為手機提供基本功能的元件數目就變得更少了,電器設計也因此變得更簡單了。
實現高密度功能塊集成有兩種方法,其一是把兩個或更多的功能性模塊設計在一起成為一個系統芯片(SOC),它的后果是增加了半導體產業制程的挑戰性,并加速了芯片設計的更新頻率。另外一種技術被稱作為系統封裝技術(SIP或MCM),即是把多顆獨立的晶粒封裝在同一個復雜的包裝里。它被更多地應用在這個快速更新的領域,因為相對于系統芯片技術,它能節省更多的時間和成本。
2 射頻微型器件(RFMD)帶來的挑戰
系統封裝技術(SIP)在電信領域勝出的第二個原因,是因為射頻功能(RF)芯片必須把砷化鎵制程芯片與硅制程芯片整合在一起。而SOC是無法做到這一點的。對IC貼片機來說RF系統封裝技術挑戰是最大的,因為它不僅僅是要求機臺具有多模組封裝能力,而且對芯片傾斜(tilt),芯片接合厚度(BLT)參數要求更是苛刻。只有同時具備多模組封裝,高精度貼片,準確地控制傾斜和芯片接合厚度以及高產能等能力的貼片機,才能保證高良率的產能。

3 覆晶技術(Flip Chip)
下一時代的系統封裝應用在手機上的技術又將面臨更新的挑戰。首先,為確保提供更輕薄短小的手機,必須要求減小芯片的尺寸。其次,是因為新的電信網絡都是在高頻的條件下工作的。這兩個方面持續地推動芯片封裝工藝的內部連接技術朝著覆晶技術發展。因為覆晶技術的應用意味著可以向更高頻率的工作條件挑戰。并且它縮短了電性連接距離,而不需要任何多余的連線。這樣就大大地減少了多余的電容值,使得封裝體積也即變小。 但是要達到這個目的,需要投資重新研發設計芯片,所以我們不可能迅速從傳統的貼片技術轉移到覆晶技術。比較可行的方案是采取軟著陸方式,即逐步將各自獨立的芯片封裝轉換成覆晶技術。所以在短時間內,我們將會看到混雜封裝方式(MCM+Flip Chip)的系統封裝技術,這將需要IC貼片機在具備系統封裝技術的基礎上,整合覆晶技術封裝,并且所有工序必須控制在lO um(3s)的精度。
4 互補式金屬氧化半導體(CMOS)影像傳感器封裝(CIS Packages)
不僅僅是高密度高集成產品對半導體封裝帶來挑戰,更多的新產品市場刺激著新的封裝方式的開發。帶攝像頭手機的出現和應用一直以來是對封裝工藝的一項挑戰。就光電藕合元件(CCD)和互補式金屬氧化半導體(CMOS)技術本身而言已經是耳熟能詳了,但是在大生產中,應用封裝工藝保證高產出的CMOS和濾波片組合,還是處于初期應用階段。 先進的CMOS攝像頭模組包含:光電傳感晶片,紅外光濾波片和濾波片支架3個部件,所有部件都要求有極其精確的封裝精度。一搬的,CMOS晶片的尺寸為5 mm
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